A arquitetura de computadores é a teoria por detrás do desenho de um computador. Da mesma maneira que um arquiteto de edifícios define os principios e os objetivos de um projeto de edificação como base dos projetos do projetista, assim também um arquiteto de computadores o faz, definindo a base das especificações do desenho do sistema. A Arquitetura de computadores pode também ser definida como a estrutura e a organização dos hardwares e se refere ao funcionamento interno do computador, como está organizada e arranjada a parte não vista pelo usuário de computador.

Outro problema recorrente envolve a memória virtual. Historicamente, a memória de acesso aleatório (RAM) foi centenas de vezes mais cara que o armazenamento mecânico rotativo, isto é, discos rígidos, num computador moderno. O processador só pode executar uma instrução que esteja na memória real. O mecanismo de Memória Virtual divide a memória real em FRAMES e divide um arquivo no disco em PÁGINAS de mesmo tamanho dos frames. No disco existem muito mais páginas do que frames na memória. Sempre que for preciso uma página é copiada da memória virtual (arquivo em disco) para um frame da memória real. Surge a necessidade de saber quando é preciso copiar. Surge a necessidade de saber se um frame pode ser descartado ou se precisa ser recopiado para sua página correspondente no arquivo em disco. Sempre que uma instrução é executada a partir de um frame o hardware controlador de memória virtual testa se o dado a que ela se refere já se encontra em algum frame. Se for o caso, uma interrupção ocorre para que a rotina de tratamento cuide de copiar do disco para a memória real uma página completa contendo o dado necessário.